Физические основы влажного пылеулавливания

 

Процесс влажного пылеулавливания основывается на контакте насыщенного пылью газового потока с жидкостью. Вследствие контакта с жидкостью частички пыли осаждаются на поверхность капель жидкости и выносятся из аппарата вместе с шламом. Осаждение частичек пыли на поверхность капель жидкости происходит под действием сил инерции и броуновского движения.

Силы инерции, действующие на частицы пыли и капли жидкости при их сближении, зависят от массы пылинок и капель, а также от скорости их относительного движения. Частички пыли менее 1 мкм не имеют достаточной кинетической энергии и при сближении огибают капли, следовательно - не улавливаются. Броуновское движение характерно для частиц с размерами менее 1 мкм.

Повышение эффективности очистки газовых выбросов от пыли за счет броуновского движения достигается путем снижения скорости движения газового потока в аппарате и, соответственно, увеличения времени контакта.

Эффективность процесса влажной очистки тем выше, чем лучше смачиваемость частиц жидкостью. В качестве жидкости обычно используется вода, реже – растворы кислот, щелочей или ПАВ, которые наряду с механическим удалением пылевидных частиц, могут абсорбировать и компоненты газовых загрязнителей, таких как SO₂, SO₃, NH₃, NO₂ и др.

Влажное пылеулавливание реализуется в газопромывателях, барботажных скрубберах или пенных пылеуловителях. Их преимущества состоят в следующем:

- невысокой стоимости при высокой эффективности;

- возможности очистки газов при высокой температуре и влажности улавливаемой пыли;

- возможности улавливания пыли из пожаро- и взрывоопасных газов;

- возможности вместе с пылью улавливать парообразные и газообразные компоненты;

- возможности очистки газов от частиц с размером до 0,01 мкм;

- значительной производительности.

Недостатком влажных пылеуловителей является:

- необходимость переработки шлама;

- возможность выноса капель жидкости и осаждения их вместе с пылью в газоходах и дымососах;

- необходимость защиты антикоррозионными материалами аппаратуры и коммуникаций при очистке агрессивных газов.

Некоторые примеси, контактируя с жидкостью, растворяются или вступают в химическое взаимодействие с растворителем. В обоих процессах примеси выводятся из потока вентиляционных выбросов в виде шлама. В первом случае происходит физический процесс (абсорбция), во втором - химический (хемосорбция).

Очистка вентиляционных выбросов обычно производится в мокрых газопромывателях, барботажных скрубберах или пенных пылеуловителях различной конструкции. Наиболее распростаненными являются пенные аппараты. В пенных пылеуловителях газы проходят через жидкость со скоростью, превышающей скорость свободного всплытия пузырьков газа. При этом создаются условия для формирования высокотурбулизированной пены. Обычные пенные пылеуловители представляют собой вертикальный аппарат круглого или прямоугольного сечения, во внутренней полости которого установлены перфорированные или щелевые решетки. Очищаемые газы подаются снизу. В результате интенсивного перемешивания газа с жидкостью в слое пены происходит смачивание и выделение из потока пылевидных частиц. В дальнейшем они в виде шлама удаляются из аппарата. Очищенные газы выходят через патрубок, расположенный в верхней части аппарата.

Схема пенного пылеуловителя с перфорированной решеткой представлена на рис.2.1.